Scientific Proceedings: Companion Animals

Genetics
Scientific Proceedings: Companion Animals Programme
1
Medische Genetica in de Diergeneeskunde (Inleiding)
Frank Coopman
DVM and Master VFI , Medical Imaging, Veterinary Faculty, Ghent, Belgium, [email protected]
Introductie
Erfelijkheidsleer bestudeert de
wijze waarop kenmerken van de
ene generatie naar de andere
generatie worden overgeleverd.
Deze overlevering is mogelijk omdat
de informatie van de kenmerken
opgeslagen ligt in het genetische
materiaal van elke generatie, nl.
het DNA. Genetica bestudeert het genetische materiaal
in algemene termen en is daarom een iets ruimer begrip
dan erfelijkheidsleer.
Medische veterinaire genetica is o.a. de studie van de
genetische ziekten bij dieren die al dan niet erfelijk zijn.
Het mooiste voorbeeld van een genetische niet erfelijke
aandoening zijn bepaalde vormen van kanker. Ook in
de humane geneeskunde is de medische genetica een
belangrijk onderzoeksgebied. Er is veel overlap tussen
beide, maar er zijn ook specifieke accenten die een
opsplitsing in twee groepen rechtvaardigt. Het is evident
dat beide groepen van elkaar kunnen leren en informatie
kunnen uitwisselen.
Genoom
Om de medische veterinaire genetica ten volle te
kunnen begrijpen is het noodzakelijk om zich enkele
basisbegrippen uit de genetica, de moleculaire cel
biologie en de erfelijkheidsleer eigen te maken. Het
beheersen van deze basisbegrippen en inzichten is een
voorwaarde om de medische veterinaire genetica en zijn
mogelijk gebruik in de dierenartsenpraktijk ten volle te
kunnen schatten. Onze leidraad in deze inleiding is het
boek van Nicholas (1).
Het genoom van een levend wezen is gedefinieerd
als de volledige DNA sequentie en zit vervat in de
chromosomen. Er zijn autosomen en geslachtschromosomen. Een hond heeft 39 paar chromosomen en een
kat 19 paar. Mannelijke zoogdieren hebben twee
verschillende geslachtschromosomen. Elke geslachtscel
bevat maar één kopij van elk chromosoom. Bij de
bevruchting wordt het evenwicht hersteld.
DNA en RNA
De DNA sequentie is een opeenvolging van nucleotiden.
Deze nucleotiden zijn ofwel Adenine (A), Guanine
(G), Thymine (T) of Cytosine (C). Afhankelijk van de
opeenvolging van de nucleotiden in de DNA-streng zal
het DNA al of niet vertaald worden naar eiwitten, die
in een levend organisme een rol hebben in transport,
ondersteuning, immuniteit of als enzyme. Een sequentie
van drie nucleotiden komt overeen met één aminozuur.
Eiwitten zijn een aaneenschakeling van verschillende
aminozuren. Indien een eiwit noodzakelijk is, zal een
chromosoom zich ontrollen, zal een bepaalde zone in
het DNA gestimuleerd worden (promotor) en zal de DNA
sequentie overgeschreven worden in het boodschappers
RNA (m-RNA). Na RNA rijping verplaatst het m-RNA zich
vanuit de kern naar het cytoplasma. In een translatie
proces wordt de nucleotide sequentie van het m-RNA
vertaalt naar aan aminozuursequentie. Het DNA dat
noodzakelijk is om via het m-RNA een specifiek eiwit
te vormen wordt omschreven als een structureel gen.
Een gen is dus de DNA sequentie die vertaald wordt
naar het eiwit, maar ook de DNA sequentie die nodig is
om de vertaling mogelijk te maken. Een zeer belangrijk
gebeuren in het transcriptie - translatie traject is het
rijpingsproces van het m-RNA in de kern. Hierbij worden
nucleotide sequenties die niet (meer) nodig zijn om een
eiwit te vormen weggesneden (= splicing). In sommige
eiwitproducerende sequenties (= genen) gebeurt het
wegsnijden van sequenties op een verschillende manier
zodat soms verschillend m-RNA wordt gevormd dat
verschillend eiwit zal vormen. Uit hetzelfde gen kan dus
meer dan één eiwit gevormd worden. Het aantal soorten
eiwit in het lichaam is dus groter dan het aantal genen.
Mutaties
Door wijzigingen in de nucleotide sequentie (= mutaties)
kan het gebeuren dat in het ene individu een ander
eiwit wordt gevormd dan in het andere individu. Een
variatie van de DNA sequentie in een gen gelegen op een
bepaalde plaats van het genoom (de zgn. locus) noemt
men een allel. Niet alle allelen binnen een gen hebben
een invloed op het fenotype of op het eiwit dat wordt
gevormd (“silent mutations”). Binnen een gen kunnen
meerdere varianten bestaan in de DNA sequentie.
Dit zijn dan allemaal allelen die al of niet anders
worden vertaald naar een eiwit en die binnen het individu (elk individu heeft twee genen en kan twee
verschillende allelen hebben) onderling op elkaar
inwerken. Deze onderlinge relatie kan recessief,
dominant, intermediair of co-dominant zijn, al of niet
met volledige penetrantie en of van het uitgestelde type
(= leeftijdsgebonden) zijn. Een bepaald fenotype kan
het resultaat zijn één enkel gen (monogeen), waarbij
de variatie van het fenotype veroorzaakt wordt door
de onderlinge inwerking van de verschillende allelen
binnen het gen. Het kan ook zijn dat twee genen
(digeen) samen een fenotype veroorzaken en dat naast
de onderlinge inwerking van de allelen binnen een gen,
ook de interactie van de genen en of allelen van de twee
genen met elkaar het fenotype doen variëren. Over het
Abstracts Voorjaarsdagen 2007 | 109
01 p041-170.indd 109
10-04-2007 15:44:56
Genetics
1
Scientific Proceedings: Companion Animals Programme
algemeen zullen vele kenmerken en ziekten eerder het
gevolg zijn van de inwerking (positief of negatief) van
vele genen (polygeen) op elkaar, waarbij ook het milieu
een rol zal gaan spelen. We hebben dus een complexe
inwerking van genen en milieu die er voor zorgen dat
een leven wezen een bepaald uitzicht heeft of al dan
niet ziek zal worden. We spreken van multifactoriële
kenmerken of aandoeningen. Bepaalde milieu invloeden
zijn belangrijker dan andere milieu invloeden, terwijl
bepaalde genen of mutaties (zgn. major genes of
mutaties) belangrijker zijn dan andere (zgn. minor genes
of mutaties). Een dier dat ziek is heeft in voldoende mate
ziekmakende mutaties en milieu invloeden. Het heeft
een drempelwaarde (“treshold”) bereikt die de overgang
maakt tussen ziek en niet ziek zijn. Binnen de categorie
ziek zijn, is er de mogelijkheid dat het ene dier zieker is
dan het andere, terwijl in de categorie niet ziek, de ene
minder de neiging (“liability) heeft om toch nog ziek te
worden dan de andere.
Deze summiere samenvatting geeft aan dat het begrijpen
van genetische, al dan niet erfelijke aandoeningen niet
eenvoudig is. Het zich kunnen voorstellen van wat er
op moleculair niveau gebeurt, is een eerste stap naar
het diagnosticeren, voorkomen en behandelen van
genetische ziekten.
1 Nicholas FW. Introduction to veterinary genetics, second edition.
Oxford: Blackwell Publishing Ltd, 2003.
110 | Abstracts Voorjaarsdagen 2007
01 p041-170.indd 110
10-04-2007 15:44:57